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C語言預處理的相關知識
導語：在C語言編譯的時候，會經歷以下幾個步驟：預處理，編譯，匯編，鏈接，然后生成可執行文件。整個過程是一連串動作完成的。而預處理階段呢，也是在最先執行的一個步驟。相對來說，也是比較重要的一個步驟。那么C語言預處理的相關知識呢?一起來學習下吧：
概念： 以“#”號開頭的預處理指令如包含#include,宏定義制定#define等，在源程序中這些指令都放在函數之外，而且一般放在源文件的前面 ，所謂預處理其實就是在編譯的第一遍掃描之前的所作的工作，預處理是c語言的一個重要的功能，它由預處理程序單獨完成，當對一個源文件進行編譯時，系統自動引用預處理程序，預處理在 源代碼編譯之前對其進行的一些文本性質的操作，對源程序編譯之前做一些處理，生成擴展的C源程序
預處理階段做了任務：
1:將頭文件中的內容(源文件之外的文件)插入到源文件中
2:進行了宏替換的過程，定義和替換了由#define指令定義的符號
3:刪除掉注釋的過程，注釋是不會帶入到編譯階段
4:條件編譯
預處理指令：
gcc -E bin/helloworld.i src/helloworld.c
預處理生成的是.i的文本文件，這個文本文件是可以直接通過cat命令進行文本文件查看的
宏定義
在C語言中允許用一個標識符來表示一個字符串;稱為宏，在預處理時，對程序的宏進行替換,其中宏定義是由源程序中的#define來完成 ，而宏的替換，主要是由預處理程序完成的
#define PI 3.1415
宏定義的規則：
#表示一條預處理的指令，以#開頭的均是預處理指令
#define是宏定義的指令，標識符是所定義的宏名
宏名一般都是大寫的字母表示，以便和變量名區別
宏定義其實并不是C語言的語句，所以后面是不用去加;號
宏體可以是常數，表達式，格式化字符串等，為表達式的時候應該用括號闊起來
宏替換不分配內存空間，也不做正確性的檢查
宏的范圍是從定義后到本源文件的結束，但是可以通過#undef來進行提前取消
宏定義分為有參宏定義和無參宏定義：
無參宏定義:
語法：
#define 標識符(宏名)[字符串]
宏體可缺省：
#define YES 1
#define NO 0
#define OUT printf("Hello world")
#define WIDTH 80
#define LENGTH (WIDTH+40)
宏的移除語法
#undef 宏名
功能：刪除前面定義的宏
事例：
#undef PI
#undef OUT
#undef YES
#undef NO
帶參宏定義:
帶參宏定義的語法結構
#define 宏名(形參列表) 字符串(宏體)
帶參數宏定義調用：
宏名(實參表);
C語言中允許宏帶有參數，在宏定義的參數中稱為形式參數，形式參數不分配內存單元，沒有類型定義;
#define S(a,b) a*b;
area = S(3,2);
宏展開 area = 3 * 2;
注意事項：
帶參數宏定義中，宏名和形式參數列表之間不能有空格出現。如
#define MAX (a,b) (a>b)?a:b
此時MAX為無參的宏定義，宏體為(a,b) (a>b)?a:b
#define MAX(a,b) (a>b)?a:b
宏定義中，形參是一個標識符，而宏調用的參數可以是一個表達式
宏體內的形參通常要括號闊起來
#define POWER(x) ((x)*(x))
條件編譯
條件編譯的概念
1:一般情況下，源程序中所有的行都進行編譯，但是有時希望對其中一部分內容滿足一定條件下才進行編譯，也就是對一部分內容指定編譯條件，這就是條件編譯
條件編譯的優點
條件編譯可以指定代碼的一部分是被正常編譯還是被完全忽略
條件編譯有利于提升程序的可移植性，增強程序 的靈活性
條件編譯的相關語法
條件編譯語法一：
#ifdef 標識符(宏名) //或者#if define(標識符)
程序段1
#else
程序段2
#endif
實例代碼：防止多重包含的問題產生
#define HELLO "helloworld"
#ifdef HELLO
#define HI "welcome"
#endif
條件編譯語法二：
#ifndef 標識符(宏名) //或#if !define(標識符)
程序段1
#else
程序段2
#endif
實例：
#ifndef __HELLO_H__
#define __HELLO_H__
void out();
#else
//程序段2
#endif
條件編譯語法三：
#if(常量表達式)
程序段1
#elif(常量表達式2)
程序段2
#else
程序段3
#endif
實例代碼：
#define C1 0
#define C2 0
#define C3 1
#if(C1)
#include "c1.h"
#elif(C2)
#include "c2.h"
#elif(C3)
#include "c3.h"
#else
#include "c.h"
#endif
文件包含
文件包含的概念
文件包含是C預處理程序的另一個重要的功能，被包含的文件名字必須使用雙引號”“(自定義頭文件)，或者<>(標準庫文件)括起來，
文件包含的語法：
#include <文件名>
或者
#include "文件名"
文件包含的功能：
一個源文件可以將另外一個源文件的內容包含進來，從而把指定的文件和當前的源文件連成一個源文件
文件包含的處理過程：
在預處理的時候，用被包含文件的內容取代該文件包含指令，再對包含后的文件作一個源文件編譯
文件包含的搜索方式
#include<文件名>
若指定文件目錄(如include)則會從指定目錄中去進行查找，否則就會按照標準的方式進行查找
如：(gcc -o bin/hello -Iinclude src/hello)
標準方式：從系統標準文件所在的目錄中去尋找要包含的文件
linux下:/usr/include或者/usr/lib中主要存放的是標準庫文件
#include "文件名"
先從存放C源文件的目錄中查找，然后從指定的目錄中去查找，最后再從C語言的標準庫文件中去查找
重要:文件的多重包含問題
概念：同一個文件被包含了多次
結果：多重包含可能會出現重復定義的編譯錯誤
解決方式：使用條件編譯(只能是一個源文件中去解決)來防止多重包含,凡是在頭文件前后，用條件編譯去編譯
如標準頭文件的寫法：
#ifndef __HEADER_NAME_H__
#define __HEADER_NAME_H__
#include "headername.h"
//其他的代碼
#endif
如果在多個源文件中進行多重包含的話，使用多重包含的話是解決不了的。需要檢查。
建議注意：
在頭文件中盡量不要去定義一些全局變量，可以在源文件中去定義，用extern去修飾，將變量的作用于釋放帶整個程序
預處理操作符和預定義宏
預處理操作符號：#和##
C語言中有兩個預處理操作符號#和##，它可以在#define中使用
操作符號#通常成為字符串化的操作符號，它把其后的串變成用雙引號包圍的串
如：#define PRINT(FORMAT,VALUE) printf("the value of" #value "is" FORMAT " ",VALUE)
PRINT("%d",x+3);
連接操作符號##可以把兩個獨立的字符串鏈接成一個字符串
如：
#define ADD_TO_SUM(sum_number,value) sum##sum_number +=value
ADD_TO_SUM(5,25);
預定義宏和其他指令：
__FILE__ 進行編譯的源文件名稱
__LINE__ 文件當前的行號
__DATE__文件被編譯的日期
__TIME__文件被編譯的時間
__fun__當前所在的函數名稱
其他預處理
#error 自定義輸出的錯誤，是不能鏈接生成可執行文件的
#line 設置當前的文件從哪一行開始計算
#line 100 "hello.c"
#pragma 字節對齊預處理指令
#pragma message("helloworld");----->輸出提示相關信息
以上是個人在學習過程中所做的一些總結性東西，如有不對的地方，希望可以及時指出，歡迎繼續訪問。